DD293922A5 - Schutzschaltung eines halbwellengesteuerten wechselstromschalters insbes. mit transformatorgekoppelter last - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung eines halbwellengesteuerten Wechselstromschalters insbesondere mit transformatorgekoppelter Last. Die Schutzschaltung enthaelt ein Speicherelement (FF1), in dem jeweils die letzte Stromrichtung des Wechselstromschalters (WS) gespeichert ist, abhaengig von welcher ein Steuersignal (ZS) ein Wiedereinschalten des Wechselstromschalters (WS) nur zusammen mit einer Nulldurchgangsschaltung (ZD) dann steuert, dasz die andere Stromrichtung auftritt. Speicherelement kann auch ein Speicherkern, ein ferroelektrischer Kondensator oder ein Speicherelement eines Mikroprozessors sein. Die Schaltung bietet einen UEberstrom- und UEbersaettigungsschutz insbesondere in Transformatorschaltkreisen, deren Transformator (T) eine hohe Remanenz aufweist. Fig. 1{Schutzschaltung; Wechselstromschalter, halbwellengesteuert; Speicherelement; Stromrichtung, gespeichert; Steuersignal; Wiedereinschalten; Nulldurchgangsschaltung; Kondensator; Mikroprozessor}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Überstromschutz eines Wechselstromkreises, in dem ein Wechselstromschalter enthalten ist, der jeweils nur in einem Nulldurchgang einer über ihm liegenden Wechselspannung mittels eines Steuersignals einschaltbar ist, das den Wechselstromschalter abhängig von einem Richtungsinformations-Speicherzustand eines Speicherelementes bei einer zur gespeicherten Richtungsinformation entsprechenden Richtung der Wechselspannung zugeführt ist, wobei in das Speicherelement jeweils eine solche Richtungsinformation eingespeichert ist, die der letzten Stromrichtung des Wechselstromes nach einem Ausschalten des Steuersignals entspricht.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Wechselstromschalter der bekannten Art sind insbes. als optisch gesteuerte Thyristoren paarweise ausgestaltet, deren Zündsteuerung über einen Nulldurchgangdetektor, besonders störstrahlungsarm erfolgt. Derartige Schalter zünden deshalb den Stromdurchgang jeweils mit dem Beginn der nächsten Halbwelle, sobald das Steuersignal den optischen Sender, der eine in dem Schaltelement integrierte Lichtdiode ist, bestromt, und der Schalter beendet die Stromleitung, sobald diejenige Halbwelle endet, während der das Steuersignal verschwindet. Die Stromleitung kann jedoch auch durch externe Einflüsse bei einem Spannungsausfall oder -einbruch vor dem Ende der Halbwelle unterbrochen werden.

Da das Steuersignal völlig asynchron zur Wechselspannung und unabhängig von der Lage der Halbwelle bei einer Stromunterbrechung auftritt, führt dies, bei Schaltungen mit transformatorisch gekoppelter Last, insbesondere dann zu extremen Überlastungen, wenn während des nächsten Einschalivorganges mit einer, zur beim Ausschalten wirksam gewesenen, gleichpoligen Halbwelle erfolgt,

In einem solchen Fall ist der Transformator bei üblicher Dimensionierung bereits durch die vorhergehenden Halbwellen weitgehend durchgesteuert gewesen, so daß er bei der weiteren Magnetisierung in gleicher Richtung in die Sättigung kommt, was zu einem extrem hohen Kurzschlußstrom und einer entsprechend hohen Belastung der Primärseite des Transformators und des Thyristors führt.

Treten häufig solche Überlastspitzen auf, kann dies zu bleibenden Schäden an den Bauteilen oder zu deren Ausfall führen. Sofern eine sehr flinke Absicherung des Stromkreises vorgesehen ist, führt deren Durchbrennen oder Auslösung zu einem Stillstand und entsprechendem Reparaturaufwand, was insbes. bei sicherheitstechnischen Anlagen sehr nachteilig ist. Die Verwendung von transformatorgekoppelten Lasten ist insbes. in der Verkehrsignaltechnik üblich, wobei sämtliche Signallampen jeweils über einen zugehörigen Transformator mit jeweils einem Thyristorschalter betrieben werden. Da die Funktion der Lampen vorteilhaft primärseitig überwacht wird, werden hierfür sehr verlustarme Ringbandtransformatoren eingesetzt, die eine geringe Entmagnetisierung und somit eine hohe Remanenz aufweisen. Insbes., wenn nach einem Stromausfall viele Lampen glei :hzeitig einzuschalten sind, entsteht je nach der Lage der Ausschaltphasenlage zur Anschaltphasenlage ein extremer Anlagenkurzschlußstrom, wenn mehrere primäre Lampenstromkreise gleichzeitig in die Sättigung kommen, was dann zum Sicherungsausfall führt. Darüber hinaus ergibt sich durch die minütliche Einschaltung der Verkehrsampeln jeweils bei ungünstiger Phasenlage des Steuersignals zur vorherigen Ausschaltphasenlage eine erhebliche Erwärmung des Transformators durch die periodischen hohen Spitzenverluste.

Die eingangs beschriebene Schaltungsanordnung ist aus DE-OS 2914638 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltung wird die Einspeicherung der Stromrichtung in das Speicherelement jeweils zu Beginn eines Ansteuerungszeitraumes, den das Steuersignal bestimmt, vorgenommen, und es wird das Steuersignal jeweils am Ende eines Ansteuerungszeitraumes so lange aufrechterhalten, daß eine ganz bestimmte Anzahl von Stromrichtungswechseln vorlagen, so daß dadurch die Endstromrichtung danach gespeichert ist.

Diese Schaltung hat den Nachteil, daß das Ende eines Ansteuerungszeitraumes unter Umständen um annähernd eine Wechselstromperiode verzögert gegenüber dem beabsichtigten Ende auftritt. Weiterhin erfolgt die Einspeicherung der Richtungsinformation unter der Annahme, daß die Wechselspannungsversorgung stets vorhanden ist. Bei einer Wechselspannungsunterbrechung ist die eingespeicherte Richtungsinformation in 50% der Fälle unzutreffend, so daß bei einem erneuten Einschalten dann eine Fehlansteuerung und ein hoher Stromstoß auftritt. Weiterhin ist das Speicherelement aus Flipflopschaltungen aufgebaut, deren Speicherinformation bei einem Ausfall der Versorgungsspannung verloren geht. Bei einer Neueinschaltung der Vorrichtung wird also die Hälfte der Fälle eine Fehlansteuerung und ein hoher Stromstoß auftreten.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Mangel zu beseitigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu offenbaren, mit der Transformatoren, die mit im Nulldurchgang schaltenden Schaltern geschaltet werden, unabhängig von einem vorherigen Stromausfall, die Sättigungsgrenze nicht überschreitend, zu betreiben sind.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe darin, daß das Speicherelement laufend dio Stromrichtung eines jeweils dem Wechselstromschalter fließenden Wechselstromes speichert und es seinem jeweiligen Speicherzustand unabhängig vom Vorhandensein einer externen Versorgungsspannung hält.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltung besteht darin, daß sich das Speicherelement in der Ansteuerschaltung des Wechselstromschalters befindet, die das Steuersignal erzeugt, das einem optischen Signalgeber in einem handelsüblichen Thyristor-Wechselstromschalter zugeführt ist. Die jeweils zuletzt vorhandene Stromrichtung und die jeweils zuletzt vorhandene Spannungsrichtung werden über Optokoppler der Steuerungsbaugruppe zugeführt, so daß eine Entkopplung und Isolation zwischen dem Steuerkreis und den die Wechselspannung führenden Bauelementen gegeben ist. Die Speicherung erfolgt in einem Flipflop, das über eine Hilfsbatterie auch bei Stromausfall versorgt wird. Auch elektrostatisch speichernde Bauelemente nach Art eines elektrisch änderbaren Lesespeichers sind als Speicherelemente zu verwenden, wodurch die Batterie erspart wird.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltung besteht darin, daß der geschaltete Strom über eine Setzwicklung eines Speicherringkernes geführt ist und die Startflanke des Steuersignals jeweils in einen Auslesestromimpuls gewandelt wird, so daß das Lesesignal aus dem Speicherringkern geeignet verstärkt und zwischengespeichert in Verbindung mit dem Steuersignal zur Ansteuerung der nächsten, entsprechend anders gerichteten Halbwelle dient.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltung besteht darin, das Speicherelement auf der Wechselspannungseite der Schaltbaugruppe in Verbindung mit dem Nulldurchgangsdetektor anzuordnen. Die Stromsignale lassen sich dort unmittelbar abnehmen und zur Speicherung und Auswertung des Speicherzustandes verwenden. Als Speicherelement eignet sich hierfür besonders eine ferroelektrische Kapazität. Besonders einfach wird eine derartige Schaltung, wenn sie paarweise für die beiden Stromrichtungen aufgebaut ist. Diese Schaltung läßt sich in einem Baustein unterbringen und ist gegen die handelsüblichen Schaltbausteine ohne v^eitere Schaltungsänderung austauschbar. Statt der dargestellten, von dem Steuerelement getrennten Anordnung des Speicherkondensators, kann auch eine unmittelbar mit einem Steuertransistor integrierte vorgesehen sein. Statt in einer kompakten Stellung läßt sich das Schaltungsschutzverfahren auch mit einem Mikroprozessor verwirklichen, was insbes. dann vorteilhaft ist, wenn die geschalteten Ströme nach ihrer Richtung erkannt und laufend überwacht werden, was in sicherheitstechnischen Vorrichtungen, z. B. in Verkehrssicherungsanlagen, üblich ist, in denen die Signallampenströme ständig überwacht werden. Durch ein Zusatzprogrammteil werden jeweils die zuletzt vorhandenen Stromrichtungen derverschiedenen Lampenstromkreise gespeichert und die Steuersignale zum Wiedereinschalten der Signallampen jeweils mit einer zur jeweiligen Wechselspannu'ngsphasenlage geeigneten Phasenlage ausgegeben, so daß dann jeweils die der früheren Siromrichtung entgegengesetzte Stromrichtung auftritt.

Man führt dem Mikroprozessor mindestens eines der Steuersignale programmabhängig wechselnd jeweils einem der Wechselstromschalter zu, wobei Richtungssignale von der Wechselspannung über antiparallele Koppler dem Mikroprozessor laufend signalisiert sind und deren nächster Signalzustand jeweils nach dem Ausschalten des Steuersignals programmgemäß in einem Speicher, der die gespeicherte Information unabhängig von einer externen Versorgungsspannung hält, als die Richtungsinformation gespeichert ist.

Vor einem programmgemäß vorgesehenen Wiedereinschalten des Steuersignals wird die jnweils gespeicherte Richtungsinformation aus dem Speicher wiederausgelesen und erst mit dem Auftreten desjenigen aktuellen Richtungssignales, das der anderen Spannungsrichtung als der jeweils ausgelesenen entspricht, ist das Steuersignal wiedereingeschaltet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Phasensignal der Wechselspannung von dem Mikroprozessor derart ausgewertet wird, daß zeitgesteuert ein Ausfall der Wechselspannung ermittelt wird und die phasensignalmäßige Stromrichtung als die Stromrichtungsinformation zugeordnet zu dem gegebenenfalls jeweils anstehenden Steuersignal gespeichert wird und dann das Steuersignal abgeschaltet ist.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, deren Speicherschaltung zwei Flipflop enthält, von denen das zweite Flipflop durch Spannungsrichtungssignale von an die Wechselspannung angeschlossenen Kopplern, undzwar abhängig von der in dem ersten Flipflop gespeicherten Richtungsinformation, gesetzt und abhängig von dem Ende des Steuersignals gelöscht wird und dessen Ausgangssignal nulldurchgangsabhängig den Wechselstromschalter beaufschlagt, ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste Flipflop jeweils durch ein erstes Stromrichtungssignal von einem in dem Wechselstromkreis angeordneten ersten Koppler gesetzt und durch ein zweites Stromrichtungssignal von einem zu dem ersten Koppler entgegengesetzt gerichtet geschalteten zweiten Koppler gelöscht ist und die Speicherschaltung und die Koppler von einer Langzeitbatterie gespeist sind.

Bei einer weiteren Schaltungsanordnung, deren Speicherschaltung zwei Ftipflop onthält, von den das zweite Flipflop durch Spannungsrichtungssignale von an die Wechselspannung angeschlossenen Kopplern, und zwar abhängig von der in dem ersten Flipflop gespeicherten Richtungsinformation, gesetzt und abhängig von dem Ende das Steuersignals gelöscht wird und dessen Ausgangssignal nuildurchgangsabhängig den Wechselstromschalter beaufschlagt, ist vorgesehen, daß das Speicherelement einen hartmagnetischen Speicherringkern enthält mit einer Schreibwicklung, die von dem geschalteten Wechselstrom durchflossen ist und mit einer Abfragewicklung, die jeweils von einem Abfragestromimpuls durchflossen ist, der jeweils mit einem Wechsel des Steuersignals in einer Impulsschaltung entsteht, und mit einer Lesewicklung, die mit einem Setzeingang des ersten Speicherflipflops verbunden ist, dessen beiden Ausgangssignale nach einer Verzögerung mit dem eingehenden Steuersignal und zwar jeweils mit einem der zwei Spannungsrichtungssignale verknüpft, das zweite Flipflop setzt.

Die Schaltungsanordnung kann weiterhin vorteilhaft dadurch gekennzeichnet sein, daß in dem geschalteten Wechselstromkreis mindestens ein ferroelektrischer Speicherkondensator parallel zu einem Spannungsbegrenzer so angeordnet ist, daß er jeweils zur Einschaltung des Wechselstromschalter gegengekoppelt wirkt und einem erneuten Stalten entgegenwirkend mit der Nullpunktdetektorschaltung sperrend verknüpft ist,

Dann ist es vorteilhaft, wenn z^.ei der Speicherkondensatoren und zwei der Nullpunktdetektorschaltungen antiparallel mit zwei Thyristoren in dem Wechselstromschalter angeordnet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, daß der Wechselstromschalter einem Leistungsthyristorpaar stsuernd parallel geschaltet ist, beziehungsweise, daß der Wechselstromschalter in Serie mit einer Primärwicklung eines Transformators mit einer hohen Remanenz geschaltet ist.

Es ist vorteilhaft, wenn die Schaltungsanordnung zusammen mit dem Wechselstromschalter in einem Baustein integriert ist.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispialen näher erläutert werden, in der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: eine Schutzschaltungsanordnung mit einer Optokopplung, die dem Wechselstromschalter vorgecrdnet ist; Fig. 2: eine Schutzschaltungsanordnung mit einem Fon !'.speicherkern, die dem Wechselstromschalter vorgeordnet ist; Fig.3: eine Schutzschaltungsanordnung, die wechselspannungsseitig angeordnet ist: Fig.4: eine Mikroprozessorschaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Schaltungsschutz.

Fig. 1 zeigt eine Schutzschaltung deren Speicherelement (FFD durch eine Spannung (UGB) einer Langzeitbatterie (DB) gespeist ist, die über eine Trenndiode (FD) von einer Gleichspannungsversorgung (UG) versorgt ist, die eine Steuervorrichtung (SV), die ein Steuersignal (ZS) liefert, speist. Der Wechselstromschalter (WS) ist ein handelsübliches, mit einer Leuchtdiode (LD) und einem internen Nulldurchgangsdetektor (ZD) gesteuertes Thyristorpaar (TP), dem zur Leistungserhöhung ein externes Thyristorpaar (ET) in bekannter Weise nachgeschaltet ist.

Die Thyristorschaltstrecken liege in Reihe mit einem Bandkern-Transformator (T), der sskundärseitig beispialsweise mit einer Verkehrssignallampe (L) belastet ist. Primärseitig ist die Reihenschaltung aus der Transformatorwicklung und dem Wechselstromschalter von einer Wechselspannung (UAc) von, z. B. 220 V, 50 Hz, gespeist. In den Strompfad des Thyristorpaares (TP) sind zwei entgegengesetzta Optokoppler (LH, Ll 2) eingeschaltet, deren Ausgangssignale das Speicherelement (FF 1) jeweils gemäß der geschalteten Strümrichtunjj setzen. Ein weiteres, einander entgegengesetzt gerichtetes Optokopplerpaar (LU I, LU2) ist in Serie mit einem Vorwiderstand überThyriniorpaar (TP) geschaltet, so daß deren Ausgangssignale jeweils bei offenem Wechselstromschalter die eine bzw. andere Spannungsrichtung signalisieren und demgemäß dann eines der Spannungsrichtungssignale (UP, UN) außerhalb des Nulldurchgangsbereiches abgeben. Die beiden Ausgangssignale des Speicherelementes (FF1) werden dann jeweils in einem Und-Gatter (U 1, U 2) mit dem entsprechenden Spannungsrichtungssignal (UP, UN) und mit dem Steuersignal (ZS) verknüpft, und deren Ausgangssignale werden in einem Odergatter (OG) verknüpft und auf den Setzeingang eines weiteien Flipflop (FF2) gegeben, dessen Ausgangssignal (ZS') dem Wechselstromschalter (WS) als Steuersignal zugeführt ist. Dieses Flipflop (FF2) wird über einen Invei ter (N) mit der Inversion des Zustandssignals (ZS) gelöschi.

Die Funktionsweise dieser Schutzschaltung ist somit die, daß erst nachdem ir, das Speicherflipflop (FF1) mit einem der Stromrichtungssignale eine Richtungsinformation eingespeichert wurde und wenn nach dem Abschalten des Steuersignals (ZS) dieses wieder aktiviert ist und danach ein zum Speicherinhalt gleichartiges Spannungsrichtungssignal (UP, UN) auftritt, dann das Ausgangssignal (ZS') von dem Flipflop (KF2) abgegeben wird, wonach das Ausgangssignal (ZS') zusammen mit dem nächsten Nulldurchgangssignal zu einer Thyristorzündung führt, wodurch dann die Stromrichtung umgekehrt zur früheren ist. Eine Überschreitung der Sättigungsgrenze des Transformator ist somit verhindert. Diese Schaltung arbeitet auch dann korrekt, wenn eine externe Unterbrechung der Wechselspannung (UA) erfolgte, cia die tatsächliche Stromrichtung stets gespeichert wird.

Fig. 2 zeigt eine weitere Schaltungsanordnung, in der das Steuersignal (ZS) mit der gespeicherten Richtungsinformation verknüpft und danach in entsprechender Phasenlage zur anliegenden Wechselspannung als Ausgangssignal (ZS") an den Wechselstromschalter (WS) abgegebon wird, wo dieses nach der Verknüpfung mit dem nächsten Nulldurchgangssignal (ZD) zurThyristorzündung führt. Die Potentialtrennung der Wechselspannung zur Steuerspannungsseite sowie die Speicherung wird durch einen Speicherringkern (KS) vorgenommen. Sobald das Steuersignal (ZS) in den Einzustand wechselt, wird eine Impulsschaltung (IS) getriggert, die einen Lesestrom (IL) durch den Speicherkern (KS) treibt, so daß dieser, falls er entsprechend magnetisiert war, unmagnetisiert wird und sein in der Lesewicklung (LW) durch die Induktion entstehendes Lesesignal das Auswerteflipflop (FF 10) setzt, dessen Zustandssignale nach den Ende des Leseimpulses von einem weitnren Impulssignalgeber (S2) über die Und- und Oder-Gatter, wie ϊ.τ der Schaltung Fig. 1 verknüpft, einem zweiten Flipflop (FF20) zugeführt ist, daß das modifizierte Steuersignal (ZS") abgibt. Beide Flipflops (FF10, FF20) werden mit der Inversion des Steuersignals (ZS) gelöscht.

Fig. 3 zeigt eine Schutzschaltungsanordnung, die unmittelbar wechselstromseitig in dem Schalter angeordnet ist. Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise ist der Wechselstromschalter (WS 1) durch Ersatzschaltungen der beiden antiparallelen Thyristoren (TH 1, TH 2) dargestellt, die durch die Nulldurchgangsdetektoren (ZD 1, ZD2) jeweils angesteuert werden, wenn diese von der Leuchtdiode (LED) durch das Steuersignal (ZS) mit dem Lichtsignal beaufschlagt werden. In den Strompfaden der Thyristoren (TH 1,TH 2) sind jeweils Speicherkondensatoren (CF 1, CF2) mit einem ferroelektrischen Dielektrikum parallel zu Spannungsbegrenzern (B 1, B2), z.B. Dioden, angeordnet, so daß diese Speicherelemente (CF 1, CF2) sich jeweils der Stromflußrichtung gemäß aufladen. Die zum Starten dienenden Nulldurchgangsdetektoren (ZD 1, ZD 2) sind jeweils in gegenkoppelnder und eine Neuzündung sperrender Weise mit einem der Speicherelemente verbunden, so daß die Nulldurchgangsdetektoren jeweils nur dann eine Zündung bewirken können, wenn ein gemäß dem vorherigen Stromfluß gespeicherter Spannungszustand nicht der Stromflußrichtung des jeweils zu zündenden Thyristorpaares (TH 1, TH 2) entspricht. Die externe Beschattung des Wechselstromschalters (WS 1) entspricht im übrigen z. B. der Schaltung in Fig. 1. Eine weitere Schaltungsanordnung zur Verwirklichung des SchuU-verfahrens ist in Fig.4 dargestellt. Es handelt sich um einen Ausschnitt einer Verkehrssignalanlage mit einer Signallampen-Übei'/vachungsschaltung. Der Mikroprozessor (MP) liefert außer weiteren Steuersignalen, die er an weitere gleichartige, nicht dargestellte, externe Schaltkreise abgibt, das Steuersignal (ZS) für die Ansteuerung des nullpunktgesteuerten Wechselstromschalters (WS 2), der über die Leistungsthyristoren (ET) und den Transformator (T) die Verkehrssignallampe (L), z. B. ein Rotlicht bestromt. Parallel zu den Leistungsthyristoren (ET) ist für jede Spannungsrichtung je ein Lichtkoppler (LU 1, LU2) angeordnet, so daß diese entsprechende Spannungsrichtungssignale (UP, UN) abgeben, die dem Mikroprozessor (MP) eingangsseitig zugeführt sind. Dieser ermittelt jeweils nach dsm Abschalten des Steuersignals (ZS), wenn also die Lampe (L) nicht mehr bestromt wird, welches der Spannungsrichtungssignale (UP, UN) zuerst auftritt und speichert dieses in einem Speicher (SP) ab. Ein Spannungsrichtungssignal entsteht immer erst nach der Stromabschaltung, da die Spannung (UA) über dem Schalter nur dann ansteht und gemeldet wird; ansonsten ist nur eine zu geringe Pestspannung vorhanden. Auf diese Weise läßt sich die Richtung des vorherigen Stromes ermitteln. Sobald danach gemäß dem internen Steuerprogramm das Steuersignal (ZS) diese Lampe wieder einzuschalten hätte, wird zuvor das zugehörige gespeicherte Richtungssignal programmgemäß aus dem Speicher (SP) des Mikroprozessors (MP) ausgelesen und das Spannungsrichtungssignal (UP, UN), das die umgekehrte Spannungsrichtung angibt, laufend auf sein Vorhandensein geprüft, und erst, wenn dieses auftritt, wird das Steuersignal (ZS) aktiviert, so daß eine Zündung der Thyristoren (ET) mit dem nächsten Nulldurchgang eintritt. Auf diese Weise wird jeweils die Stromrichtung beim betriebsmäßigen Abschalten gespeichert und beim Wiedereinschalten der Lampen berücksichtigt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Wechselspannungssignal (UAE) mit einer Ausfallschaltung überwacht, diez. B. aus zwei antiparallelen Lichtkopplern (LU3, LU4) besteht, deren Phasenausgangssignale (PH) periodisch vom Mikroprozessor (MP) überwacht werden, so daß deren letztes Signal stets abgespeichert ist. Außerdem wird durch Vergleich mit dem Zeitsignal einer Uhr (CL) programmgemäß ermittelt, wenn das nächste zu erwartende Phasensignal ausbleibt, also eine Netzunterbrechung auftritt.

Davon abhängig wird dann für alle diejenigen Lampen-Steuersignale, die eingeschaltet sind, das letzte Phasensignal zugeordnet gespeichert, und alle Steuersignale (ZS) aller noch aktivierten Signallampen werden ausgeschaltet, so daß beim Wiedereinschalten der Lampenschalter, wenn die Wechselspannung wiederkehrt, die jeweils andere Stromrichtung auftritt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, auch Teile der programmgemäßen Steuerung, z. B. die Netzausfallerkennung, mit elektronischen Bauteilen zu bewirken, wobei z. B. das Netzausfallsignal mittels einer Interruptsteuerung dem Mikroprozessor zugeführt wird. Der asymmetrische Schaltungsaufbau bezüglich der Speicherelemente (KS, FF10) in Fig. 2 läßt sich ebenso auf die Schaltung Fig.4 fachmännisch übertragen, wie die symmetrisch angesteuerte Speicherschaltung (FF1) in Fig. 1 darin darzustellen ist.

Claims (10)

1. Schutzscnaltung eines halbwellengesteuerten Wechselstromschalters, insbesondere mit transformatorgekoppelter Last mit einer Schaltungsanordnung zum Überstromschutz eines Wechselstromkreises, in dem ein Wechselstromschalter enthalten ist, der jeweils nur in einem Nulldurchgang einer über ihm liegenden Wechselspannung mittels eines Steuersignals einschaltbar ist, das den Wechselstromschalter jeweils bei seiner Einschaltung abhängig von einem Richtungsinformations-Speicherzustand eines Speicherelemen'is bei einer zur gespeicherten Richtungsinformation entsprechenden Richtung der Wechselspannung zugeführt ist, wobei in das Speicherelement jeweils eine solche Richtungsinformation eingespeichert ist, die der letzten Stromrichtung des Wechselstromes nach einem Ausschalten des Steuersignals entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (FF 1, KS, CF1, CF2, SP) laufend die Stromrichtung eines jeweils dem Wechselstromschalter (WS, WS 1, WS2) fließenden Wechselstromes speichert und es seinen jeweiligen Speicherzustand unabhängig vom Vorhandensein einer externen Versorgungsspannung (UG) hält.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor (MP) mindestens eines der Steuersignale (ZS) programmabhängig wechselnd jeweils einem der Wechselstromschalter (WS2) zuführt und Richtungssignale (UP, UN) von der Wechselspannung (UA) über antiparallele Koppler (LU 1, LU 2) dem Mikroprozessor (MP) laufend signalisiert sind und deren nächster Signalzustand jeweils nach dem Ausschalten des Steuersignals (ZS) programmgemäß in einem Speicher (SP), der die gespeicherte Information unabhängig von einer externen Versorgungsspannung hält, als die Richtungsinformation gespeichert ist und vor einem programmgemäß vorgesehenen Wiedereinschalten des Steuersignals (ZS) die jeweils gespeicherte Richtungsinformation aus dem Speicher (SP) wiederausgelesen wird und erst mit dem Auftreten desjenigen aktuellen Richtungssignales (UN, UP), das der anderen Spannungsrichtung (UP, UN) als der jeweils ausgelesenen entspricht, das Steuersignal (ZS) wiedereingeschaltet ist.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasensignal (PH) der Wechselspannung (UAE) von dem Mikroprozessor (MP) derart ausgewertet wird, daß zeitgesteuert ein Ausfall der Wechselspannung (UAE) ermittelt wird und die phasensignalmäßige Stromrichtung als die Stromrichtungsinformation zugeordnet zu dem gegebenenfalls jeweils anstehenden Steuersignal (ZS) gespeichert wird und dann das Steuersignal (ZS) abgeschaltet ist.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 1, deren Speicherschaltung zwei Flipflop enthält, von denen das zweite Flipflop durch Spannungsrichtungssignale von an die Wechselspannung angeschlossenen Kopplern, und zwar abhängig von der in dem ersten Flipflop gespeicherten Richtungsinformation, gesetzt und abhängig von dem Ende des Steuersignals gelöscht wird und dessen Ausgangssignal nulldurchgangsabhängig den Wechselstromrchalter beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Flipflop (FF 1) jeweils durch ein erstes Stromrichtungssignal von einem in dem Wechselstromkreis angeordneten ersten Koppler (Ll 1) gesetzt und durch ein zweites Stromrichtungssignal von einem zu dem ersten Koppler (Ll 1) entgegengesetzt gerichtet geschalteten zweiten Koppler (LI2) gelöscht ist und die Specherschaltung (FF1, FF2) und die Koppler Ll 1, Ll 2; LU1, LU 2) von einer Langzeitbatterie (DB) gespeist sind.

5. Schutzschaltung nach Anspruch 1, deren Speicherschaltung zwei Flipflop enthält, von denen das zweite Flipflop durch Spannungsrichtungssignale von an die Wechselspannung angeschlossenen Kopplern, und zwar abhängig von der in dem ersten Flipflop gespeicherten Richtungsinformation, gesetzt u . i abhängig von dem Ende des Steuersignals gelöscht wird und dessen Ausgangssignal nulldurchgangsabhängig den Wechselstromschalter beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement einen hartmagnetischen Speicherringkern (KS) enthält mit einer Schreibwicklung, die von dem geschalteten Wechselstrom durchflossen ist und mit einer Abfragewicklung, die jeweils von einem Abfragestromimpuls (IL) durchflossen ist, der jeweils mit einem Wechsel des Steuersignals (ZS) in einer Impulsschaltung (IS) entsteht, und mit einer Lesewicklung (LW), die mit einem Setzeingang des ersten Speicherflipflops (FF 10) verbunden ist, dessen beiden Ausgangssignale nach einer Verzögerung mit dem eingehender. Steuersignal (ZS) und zv. ir jeweils mit einem der zwei Spannungsrichtungssignale (UP, UN) verknüpft, das zweite Flipflop (FF20) setzt.

6. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem geschalteten Wechselstromkreis mindestens ein ferroelektrischerSpsicherkondensator (CF 1, CF2) parallel zu einem Spannungsbegrenzer (B 1, B2) so angeordnet ist, daß er jeweils zur Einschaltung des Wechselstromschalters gegengekoppelt wirkt und einem erneuten Starten entgegenwirkend mit der Nullpunktdetektorschaltung (ZD 1, ZD2) sperrend verknüpft ist.

7. Schutzschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Speicherkondensatoren (CF1, CF2) und zwei der Nullpunktdetektorschaltungen (ZD 1, ZD2) antiparallel mit zwei Thyristoren (TH 1, TH 2) in dem Wechselstromschalter (WS2) angeordnet sind.

8. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromschalter (WS, WS 1,WS2) einem Leistungsthyristorpaar (ET) steuernd parallel geschaltet ist.

9. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromschalter (WS, WS 1,WS 2M η Serie mit einer Primärwicklung eines Transformators (T) mit einer hohen Remanenz geschaltet ist.

10. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit dem Wechselstromschalter in einem Baustein integriert ist.